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预应力管桩断桩（裂缝）原因分析及质量控制预应力管桩在施工过程中出现断桩或裂缝，主要受材料、施工工艺及地质条件等因素影响。首先，管桩本身混凝土强度不足、钢筋预应力损失或制作过程中养护不当，易导致结构薄弱；其次，沉桩过程中遇到坚硬岩层或障碍物，造成桩身受力不均，或锤击能量过大、次数过多，也会引发裂缝甚至断裂；此外，桩身垂直度偏差大、接桩质量差或桩端未进入持力层，均可能引起断桩问题。为有效控制质量，应严格把控原材料与生产工艺，确保混凝土强度及钢筋预应力符合规范；施工前应详细勘察地质情况，合理选择沉桩工艺与设备；施工中加强监测，确保桩身垂直度和接桩质量；同时，控制锤击能量与次数，避免过度施打。通过全过程质量控制，可显著降低断桩风险，确保工程安全可靠。
某工程为写字楼，12层，现浇钢筋混凝土框 架剪力墙结构。采用PHCΦ500（100)预应力管桩 承台基础，设计桩长17m，两段（上段5m、下段 12m），焊接接桩，桩数499根，桩端持力层为6
粘土层潍坊市国道206东绕城线下穿胶济铁路框架桥及相关工程施工组织设计，无地下室，承台埋深3m。工程地质概 况，自上而下依次分布如表1。
根据地质报告分析，本工程地质条件较差， 加之施工时正逢雨季。由于工期紧张，采用一台 600T静压桩机施工，施工开挖时没有分层开 挖。开挖结束后，根据设计要求，由监理单位指 定选取100根桩做低应变测试，检测桩占总桩 数的20%。测试结果显示：A类桩46根，占检测 桩数的46%；B类桩48根，占检测桩数的48%； C类桩6根，占检测桩数的6%。根据检测资料 分析，B类桩质量缺陷主要是裂缝，C类桩质量 缺陷主要是接头断裂和桩身裂缝。因此本工程 主要质量缺陷是断桩或裂缝，这无疑给工程质 量带来极大的危害，给工程经济造成了很大的 损失。
断桩（裂缝）产生的原因分析
本工程中质量缺陷主要是断桩（裂缝），结
合工程施工经验，从以下几个方面对产生断裂 （裂缝）原因进行分析：
因管桩的制作、起吊、运输、场区内短驳原 因产生桩身断裂或裂缝，在工程施工中屡见不 鲜。由于本工程施工正逢雨季，场区内道路不 好，加之夜间施工，因此桩在制作过程中可能产 生的裂缝，或在起吊、运输、堆放、吊运过程中产 生裂纹或裂缝，但未被及时发现。 如C类桩中的172*，428*工程桩小应变资 料显示，桩身缺陷在桩顶部下3.7m，2.3m处， 属于桩身断裂，详见图1；B类桩中339*，465* 工程桩低应变资料显示，桩身缺陷在桩顶部下 1.6m处，详见图2.属于桩身裂缝。产生这些缺
陷可能与上述因素有关，但不排除2.3所述的 施工因素的影响。
桩人土后，遇到大块的坚硬的障碍物或孤
图1172°，428*工程桩小应变曲线
图2339°，465工程桩小应变曲线
石等不良地质，把桩尖挤向一边，将桩身挤断。
根据有关的桩基施工实际经验和资料分 析，因施工因素造成桩身断桩或裂缝的因素主 要有： （1）桩身人土不垂直，沉人地下一定深度 后，再用移机架方法校正，使桩身产生折断。 (2）桩在沉人过程中发生弯曲或倾斜。 (3)两节桩或多节桩施工时，相接的两节桩 不在同一轴线上，在接桩处产生曲折，压人时接 桩处局部产生集中应力破坏连接。 (4)群桩的挤土效应。对软土地基施工较密 集的群桩时，当桩大面积人土时，土中的空隙水 压力增加，势必导致土的侧向位移和土的隆 起。土的侧向位移引起先沉人桩的明显偏位和 倾斜，倾斜过大，将导致桩身断裂或裂缝；另外 土的隆起将导致桩身接头断开并引起悬桩，形 成断桩。 (5)桩身接头处开裂。主要原因有：①连接 处表面没有清理干净，留有杂质、雨水、油污；② 采用焊接时，连接件不平，有较大的间隙，造成 焊接不牢；③焊接质量不好，焊缝不连续、不饱 满，焊缝中有夹渣等。 (6)桩架自重较大，地面承载力低，桩机移动 时造成桩机沉陷，失稳，导致正在施工的桩折断， 或使邻桩挤（推）断。 如本工程C类桩中的476*，481*，345*工程 桩小应变检测资料显示，桩身缺陷在桩顶部下 5.0m处，显然属于桩身接头开裂，极可能是由 焊接质量问题导致桩接头断裂，详见图3、图 4。检测资料显示，B类桩中大部分桩身缺陷在
桩顶下1.5~4.5m之间，如图2。这一方面，可 能与场地因素有关，因为场地属于回填土，施工 时正逢雨季，桩机沉陷，桩周土挤压桩身，使桩 顶部产生侧向位移，挤断桩身；另一方面，与群 桩的挤土效应有关。
476.481工程桩小应变曲线
图4 345工程桩小应变曲线
预应力管桩主要承受竖向荷载，当承受水 平荷载或位移时容易造成桩身断裂或裂缝。本 工程土体开挖御荷，导致桩侧土的侧向位移变 大；另外没有分层均匀开挖，天下雨局部挖深 后，中途停挖，造成土体位移加剧，使桩顶位移 加剧，容易使桩产生折断。在工程实践中，由于 施工机械将桩身碰断或开挖顺序、方式不当产 生桩周土体的侧向位移过大挤断（裂）桩身的事 例屡见不鲜。
断桩（裂缝）的质量控制
针对以上情况，可从施工前的准备、施工过 程中和基坑开挖三个阶段着手进行质量控制 防止断桩（裂缝）的产生。
施工前准备阶段的质量控制主要把好“ 2 关”，即管桩的进场检查验收关，地质情况熟悉
关，沉桩顺序确定关。
3.1.1管桩的进场检查验收
预应力管桩的规格、质量必须符合设计要 求和施工规范的规定，并应有出厂合格证明，进 场后必须对进场的材料进行复查验收，不符合 要求的不得使用；桩在堆放、吊运过程中，应严 格按照《建筑桩基技术规范》有关要求执行，发 现桩开裂超过有关验收规定时不得使用；桩龄 期和强度达不到设计要求时不得使用。
3.1.2熟悉工程地质报告
在建筑物旧址或杂填土区施工时，应预先 进行钎探，并将在桩位置探明的旧基础、石块等 障碍物清除或采取其它矗立措施，必要时对每 个桩位用钎探了解。
沉桩顺序的确定主要根据场地的地形、地 质、桩基的设计布局密集程度以及桩机移动方 便等因素来决定。沉桩顺序的确定主要参照以 下几个原则： （1）建筑面积较大、桩数较多时，可将基桩 分为数段，沉桩在各段范围内分别进行。 （2）对多桩台，应避免自外向内或从周边向 中心进行，应由中央向两边或从中心向外进行。 (3）在施工时，应避免沿单一方向进行，以 免土体向一边挤压，造成挤密程度不均。 (4)若管桩较密集，且一侧靠近建筑物时，应 从毗邻建筑物的一侧开始，由近向远进行施工。
施工过程中的质量控制主要把好“四关”， 即桩身的垂直度关、接桩质量关，桩身挤土效应 关、桩机沉陷失稳关。
3.2.1桩身垂直度质量控制
桩身垂直度控制方法主要有：（1）第一节管 桩起吊就位插入地面的垂直度偏差不得大于 0.5%桩长，并宜用经纬仪进行校正，保证桩人土 垂直，必要时，拔出重插。(2)若在施工过程中发 现桩不垂直，应及时纠正。(3)桩沉人一定深度发 生严重倾斜时，不宜采用移机架方法来校正。
3.2.2接桩质量控制
焊接法接桩时为保证接桩质量，必须注意以
下几点：（1)预埋铁件表面应清洁，对连接部位的 杂质、油污、雨水等必须清理干净，保证连接部件 清洁。(2)检查连接部件是否牢固、平整和符合设 计要求，如有问题，必须进行修正。(3)接桩时，两 节桩应在同一轴线上，上下桩的中心线偏差不大 于2mm，节点弯曲矢量不得大于1%o桩长。（4）上 下桩节间的缝隙应用铁垫片垫密焊牢，焊接时 应采取措施对称施焊，以减少焊缝变形引起节 点弯曲。（5)焊缝应连续、饱满。接桩处的焊缝自 然冷却时间不宜少于8min。
3.2.3桩身挤土效应控制
桩身挤土效应控制方法主要有：（1)合理安 排打桩顺序。（2)控制沉桩速率。每天沉人桩数 越多，超空隙水压力愈大，土的扰动愈严重，土 的向上负摩阻力越大，如不加控制，会造成土体 的较大侧向位移和隆起，造成桩的挤断和上 浮。(3)设置砂井排水。在饱和软土中沉桩时会 产生很大的超空隙水压力，砂井的作用是促使 空隙水压力很快消散。（4)原位预钻孔取土。原 位预钻孔取土可以减轻桩的挤土效应，通常钻 孔直径比沉入桩直径小50～100mm。
(1）施工时，一般要求场地碾压平整，地基 承载力一般不宜低于100KPa，以保证桩机的移 动稳定，不倾斜。（2)雨季施工时，采取有效的防 水和排水措施，防止施工场地内积水。(3)若以 上方法仍然不能满足施工要求时，可采用铺设 路基箱板的方法，工程施工中经常采用这种方 法
基坑开挖时，可以根据桩的分布密度选择 不同型号的挖机，或采用人工机械挖土相结合 的办法，但机械挖土设备不得碰及桩身。对于深 基坑t／bmca 001-2021 电梯井整体提升模板装置技术要求，应采取分层均匀对称开挖，及时去除桩间 余土，及时运土，尽量减少桩侧土的侧向位移 严禁过度猛挖和将土堆在基坑边缘。
预应力管桩以其桩身质量可靠、适应性强、
预应力管桩以其桩身质量可靠、适应性 造价经济等优点： （下转第80
图3位移观测点布置图
已被大量采用。本文虽然对断桩（裂缝)产生的 常见原因进行了分析并提出了一些质量控制措 施，但是工程中的不确定因素还很多，仍然会出 现断桩（裂缝）的质量问题。因此，如何减少预应 力管桩（裂缝）质量缺陷，切实提高工程质量0389.基于遗传算法的水资源系统决策分析方法，还 有待于我们进一步研究探索。
通过对支护结构变形量的监测和及时的信 息反馈，起到指导后续工作，确保暴露期间老房 及施工安全。